On voudrait préparer un PCB pour pouvoir transporter le circuit pour faire les mesures. Les mesures prévues sont :

• Calibration du tube
• Étalonnage du tube

On a préparé des circuits imprimés avec le logiciel Eagle et on les a gravés sur une plaque en simple face grâce à la machine CIF qui est à notre disposition à PCM Lab.

L'impression est faite en trois étapes. - Dessiner la schématique - Depuis le schématique, dessiner le PCB - Depuis ce dessin, envoyer la commande à l'imprimante Quand on dessine le schéma électronique, on doit faire attention aux tailles des composants. Cela est déjà prédéfinit pour certaines composants grâce à un code. Ce code est accessible depuis la fiche technique du composant. Par contre, pour certains d'autres composants (Transformateur, RFDuino, Tube, LEDs RGB) on a dû créer une bibliothèque et on a créé ces composants dans cette bibliothèque.

On a commencé avec un premier essai.

Voilà le résultat :

Dans cette version on s'est rendu compte que les pistes sont inutilement grandes. Donc dans certains endroits les pistes se croisaient. Pour éviter ce problème on a refait un autre circuit imprimé avec des pistes plus fins et on a optimisé les pistes pour éviter ces croisements. Au niveau des trous des composants, on a vu que les trous pour les grands composantes ne sont pas assez grandes. Donc on a dû utiliser une perceuse pour agrandir certains trous.

Dans ce circuit on a voulu enlever tout le cuivre autour de la haute tension pour éviter des arcs électriques éventuels. Par contre, comme sur le logiciel de la machine CIF, on ne pouvait pas enlever le cuivre seulement dans de petits zones donc on a dû enlever le cuivre dans une zone plus grande qu'on avait besoin. Du coup l'impression a duré plus longtemps.

Finalement, on a le circuit suivant :

Comme il n'y avait aucune piste qui se croisait on a commandé à soudé les composants sur cette plaque. On a commencé à soudé les petits composants en premier et on a laissé les grandes composants à la fin pour pouvoir tourner le PCB tranquillement.

Une fois tous les composants sont installés sur la plaque (sauf le tube) on a allumé le circuit par contre on avait 0V pour la haute tension. Du coup on a dû vérifier notre schématique et on a vu qu'il y avait quelques erreurs sur notre schématique. En mettant des fils électriques on a voulu corriger ces erreurs. A la fin on avait presque 100 Volts (au lieu de 400 V !). On a vu qu'en dessoudant les composants (pour corriger l'erreur) on a endommagé certaines pistes. Comme on dessoudant avec la pompe à dessouder, la piste en cuivre s'enlevait également.

Au lieu d'essayer de corriger les nombreuses erreurs, on a voulu imprimer une nouvelle plaque sans erreurs.

Dans cette nouvelle version on s'est rendu compte que les espaces qu'on mettait pour éviter les arcs électriques sont inutiles donc on les a enlevés. On s'est rendu compte qu'en mettant des jumpers aux bons endroits on peut considérablement diminuer la taille du plaque.

Dans cette version on n'a pas commencé à souder les composants avec l'ordre de leur taille. On a soudé une petite partie, on a vérifié et puis on a passé à un étage suivant. Finalement, on a eu la haute tension. Par contre, on croit qu'en découpant les pieds longs des composants, on a endommagé le circuit et on a essayé de corriger cette erreur avec des fils électriques. Par contre, finalement le PCB n'est toujours pas fonctionnelle. On est en phase de vérification des diverses étapes.

Voilà comment appariait notre PCB dans logiciel Eagle :

Finalement, vu qu'on a beaucoup de problèmes avec le PCB et, vu qu'on a besoin d'une plaque qui marche rapidement, on a décidé d'utiliser une plaque dont les fils en cuivre sont déjà installés. Certes ceci reste loin d'être la solution optimale, mais au court terme c'est un moyen sûr pour qu'on puisse continuer sur les détections.

Voilà le résultat :

Cette plaque fonctionne correctement et comme nouveauté il a les pieds de fusibles pour qu'on puisse placer le tube (le SMB-20).

Pour pouvoir câbler le tout sur cette plaque on a dû enlever le cuivre sur certaines pistes pour couper la connexion.

C'est un moyen facile de faire des circuits imprimés.

Pourtant, on a eu le problème de l'éclair électrique sur cette plaque. À un endroit précis les soudures étaient un peu épaisse. En conséquence l'espace entre deux pistes était plus petit que le prévu. Finalement, on a eu un arc électrique à cet endroit. On a affiner le soudure pour éviter ce problème.

Sur la vidéo suivante vous pouvez voir le petit éclair qu'on a corrigé :

https://www.dropbox.com/s/gobs4h3pv4b4w7s/20140606_143353.mp4

Même si on a une plaque qui fonctionne, pour que notre travail soit reproductible, on s'est remis pour créer un circuit imprimé parfaitement fonctionnelle. Dans cette version on a amené des améliorations tel que : “Chargeur de batterie en USB, vérification de l'état de batterie par le RFDuino et une plaque amovible et remplaçable par tube”.

Le Recto :

Le Verso :

Pour monter ce circuit on a réimprimé une nouvelle version de plaque.

Sur cette plaque, on a prévu une connectique spéciale pour les LEDs et en point vu de taille il est très optimale.

Finalement, on a eu un PCB semi-fonctionnelle. C'est-à-dire qu'il fait tous les fonctionnes de base, mais pendant la génération des impulsions, un arc électrique (invisiblement petit) se crée et du coup on compte moins d'impulsions qu'on devrait compter.

Face aux nombreux problèmes, pour l'instant on a décidé de mettre à côté la contrainte de la taille. Pour un premier temps on a décidé de faire un circuit imprimé sur laquelle la fraiseuse enlèvera la totalité du plan de masse. Cela nous permettra d'espacer les composant et de mettre plus de cuivre sur leurs contact avec la soudure.

Plus tard on va revenir aux circuits petits, mais en utilisant la méthode chimique. Comme la méthode chimique ne perd pas de la place à cause d'une fraiseuse, on estime qu'il sera plus performant que la machine CIF.

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